[發(fā)明專利]半導體裝置布局及其形成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201880031714.5
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN110651369A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設計）人: 彼得·阿爾默恩·洛斯;亞歷山大·博洛特尼科夫;斯泰西·喬伊·肯納利;詹姆斯·威廉姆·克雷奇默
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/04;H01L21/768;H01L29/423;H01L29/739
• 代理公司: 11240 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 王紅艷

提供了一種半導體裝置。該半導體裝置包括具有碳化硅并且具有上表面和下表面的半導體裝置層。該半導體裝置還包括在半導體裝置層的上表面中形成的重摻雜本體區(qū)。該半導體裝置還包括鄰近半導體裝置層的上表面并且在半導體裝置層的上表面的頂部形成的柵極疊層，其中，柵極疊層未鄰近重摻雜本體區(qū)形成。

技術領域

本文公開的主題涉及半導體裝置，并且更具體地，涉及用于改進裝置可靠性和魯棒性的半導體裝置布局。

背景技術

電力轉換裝置被廣泛用于整個現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中，以將電能從一種形式轉換為另一種形式以供負載消耗。在該電力轉換過程中，許多電力電子系統(tǒng)利用各種半導體裝置和組件，例如晶閘管、二極管以及各種類型的晶體管(例如，金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)、結型柵極場效應晶體管(JFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)以及其他合適的晶體管)。

通常，當半導體裝置正在傳導電流時，半導體裝置的接通狀態(tài)電阻表示其傳導損耗，這影響電力轉換系統(tǒng)的效率及其成本。為了降低半導體裝置的接通狀態(tài)電阻和傳導損耗，可以增加半導體裝置的各個區(qū)(例如，源極區(qū)、阱區(qū)和/或本體區(qū))的摻雜劑濃度。然而，高摻雜劑濃度的區(qū)可能降低半導體(例如碳化硅(SiC))的某些特性，這可能惡化半導體裝置的部分(例如柵極氧化物層)的可靠性。因此，可以期望在不實質(zhì)上降低裝置性能的情況下開發(fā)改進裝置可靠性的半導體裝置布局。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施方式中，提供了一種半導體裝置。該半導體裝置包括半導體裝置層，該半導體裝置層具有在該半導體裝置層中形成的源極區(qū)和重摻雜本體區(qū)。該半導體裝置還包括柵極介電層，該柵極介電層設置在半導體裝置層和柵極電極之間。該半導體裝置還包括介電層，該介電層設置在柵極電極上方。更進一步，該半導體裝置包括柵極疊層，該柵極疊層包括柵極介電層的一部分和柵極電極的一部分，其中，柵極疊層鄰近源極區(qū)形成，并且其中，柵極疊層未鄰近重摻雜本體區(qū)形成。

在另一實施方式中，提供了一種包括半導體裝置層的半導體裝置。該半導體裝置還包括本體區(qū)，該本體區(qū)在半導體裝置層中形成。該半導體裝置還包括介電層，該介電層設置在半導體層和柵極電極之間，其中，設置在本體區(qū)上方的介電層的一部分的厚度大于約0.5μm。

在另一實施方式中，提供了一種包括基板的半導體裝置。該半導體裝置還包括第一條帶單元，該第一條帶單元通過在基板上形成的有源區(qū)在縱向上布置，其中，第一條帶單元的每個單元包括重摻雜本體區(qū)。該半導體裝置還包括第二條帶單元，該第二條帶單元通過在基板上形成的有源區(qū)平行于第一條帶單元形成，其中，第二條帶單元與第一條帶單元橫向間隔開，并且其中，第二條帶單元的每個單元包括重摻雜本體區(qū)。此外，該半導體裝置包括端接區(qū)，該端接區(qū)具有重摻雜區(qū)，該重摻雜區(qū)接近第一條帶單元和第二條帶單元中的每一個的一端形成，并且以縱向本體區(qū)到邊緣間隔間隔開，其中，第一條帶單元中的每個單元的重摻雜本體區(qū)與第二條帶單元中的每個單元的相應重摻雜本體區(qū)以橫向本體區(qū)間隔(λ)間隔開，并且

其中，縱向本體區(qū)到邊緣間隔小于或等于橫向本體區(qū)間隔(λ)。

附圖說明

當參考附圖閱讀下面詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面以及優(yōu)點，其中，在整個附圖中相同的字符表示相同的部件，其中：

圖1是根據(jù)本公開的實施方式的包括半導體裝置的電力電子系統(tǒng)的框圖；

圖2是根據(jù)本公開的實施方式的半導體裝置的示意性剖面；

圖3是根據(jù)本公開的實施方式示出了半導體裝置的柵極金屬層和源極金屬層的半導體裝置的俯視圖；

圖4是根據(jù)本公開的實施方式的圖3的半導體裝置的區(qū)的放大示圖，示出了半導體裝置的有源區(qū)、柵極接觸區(qū)以及柵極連接區(qū)；

圖5是根據(jù)本公開的實施方式的沿著圖4的線5-5截取的半導體裝置的有源區(qū)的示意性剖面；